[发明专利]一种潜油电泵机组监测和故障预测装置及方法

权利要求书

1.一种潜油电泵机组监测和故障预测装置，其特征在于，所述装置包括井下装置、井上装置和上位机，其中，

所述井下装置包括采集模块、井下控制模块和井下通讯模块，

所述采集模块，实时采集潜油电泵机组的当前运行状态信息，并发送至所述井下控制模块，所述当前运行状态信息包括潜油电泵机组的压力数据、温度数据和振动加速度数据；

所述井下控制模块，将所述潜油电泵机组的当前运行状态信息输入至灰色预测神经网络模型，得到预测的潜油电泵机组的下一周期振动加速度数据，若所述潜油电泵机组的下一个周期的振动加速度数据超过预设的振动加速度阈值，则将获取的本周期的所有振动加速度数据进行压缩处理，并将压缩后的振动加速度数据发送至所述井下通讯模块；

所述井下通讯模块，将所述压缩后的振动加速度数据发送至所述井上装置；

所述井上装置包括井上通讯模块和井上控制模块，

所述井上通讯模块，将接收的来自所述井下装置的压缩后的振动加速度数据发送至所述井上控制模块；

所述井上控制模块，将所述压缩后的振动加速度数据进行解压缩后得到本周期内的所有振动加速度数据，并发送至所述上位机；

所述上位机，根据获取的本周期的所有振动加速度数据，对所述潜油电泵机组进行故障预测分析。

2.如权利要求1所述的潜油电泵机组监测和故障预测装置，其特征在于，所述采集模块包括温度传感器、压力传感器和振动传感器，

所述温度传感器将潜油电泵机组的温度数据的模拟信号发送至所述井下控制模块，其中，所述温度数据包括井下装置温度、潜油电机温度和井液温度；

所述压力传感器将潜油电泵机组的压力数据的模拟信号发送至所述井下控制模块，其中，所述潜油电泵机组的压力数据包括井液压力和泵出口压力；

所述振动传感器将潜油电泵机组的三维振动加速度值发送至所述井下控制模块。

3.如权利要求2所述的潜油电泵机组监测和故障预测装置，其特征在于，所述井下控制模块包括网络模型单元和判断单元，

所述网络模型单元，将接收到的所述潜油电泵机组的当前运行状态信息输入灰色预测神经网络模型，经过神经网络计算，输出得到预测的潜油电泵机组的下一周期振动加速度数据；

所述判断单元，判定所述潜油电泵机组的下一个周期的振动加速度数据小于所述振动加速度阈值时，将所述潜油电泵机组的当前运行状态信息发送至所述井下通讯模块；

所述井下通讯模块，将所述潜油电泵机组的当前运行状态信息发送至所述井上通讯模块。

4.如权利要求3所述的潜油电泵机组监测和故障预测装置，其特征在于，所述井上装置还包括三相模拟模块和通信接口模块，

所述三相模拟模块，采集潜油电泵机组的电源电压状态信息，并发送至所述井上控制模块；

所述井上通讯模块，将获取的所述潜油电泵机组的当前运行状态信息发送至所述井上控制模块；

所述井上控制模块，将所述潜油电泵机组的当前运行状态信息和电源电压状态信息通过所述通信接口模块发送至所述上位机。

5.如权利要求4所述的潜油电泵机组监测和故障预测装置，其特征在于，所述井下控制模块包括压缩单元，

所述判断单元，判定所述潜油电泵机组的下一个周期的振动加速度数据超过预设的振动加速度阈值时，将获取的本周期内的所有振动加速度数据发送至所述压缩单元；

所述压缩单元，通过离散余弦变换对所述本周期内的所有振动加速度数据进行数据压缩处理，将压缩后的振动加速度数据发送至所述井下通讯模块；

所述井下通讯模块，停止所述潜油电泵机组的温度数据的传输，并将所述压缩后的振动加速度数据和压力数据发送至所述井上通讯模块。

6.如权利要求5所述的潜油电泵机组监测和故障预测装置，其特征在于，所述井上通讯模块，将接收的压缩后的振动加速度数据和压力数据发送至所述井上控制模块；

所述井上控制模块，将压缩后的振动加速度数据进行解压缩，得到本周期内的所有振动加速度数据，并连同所述压力数据和电源电压状态信息一起通过所述通信接口模块发送至所述上位机。